一种空间信息网络中改进的SCPS-SP
《现代交换技术》期末试题库
《现代交换原理》综合练习题一填空题1. 电话通信网的基本组成设备是终端设备、传输设备、交换设备。
2.电话机的基本组成部分有通话设备、信令设备和转换设备。
3.交换机的硬件系统由用户电路、中继器、交换网络、信令设备和控制系统这几部分组成。
4.我国目前的两级长途网由省级交换中心DC1和本地网长途交换中心DC2两级组成。
5.按照信令传送通路与话路之间的关系来划分,信令可分为随路信令和公共信道信令两大类。
6.S1240交换机由数字交换网(DSN)和终端控制单元, 辅助控制单元组成。
7.程控数字交换机的硬件结构大致可分为分级控制方式、全分散控制方式和基于容量分担的分布控制方式三种。
8.基于容量分担的分散控制方式的交换机主要由交换模块、通信模块和管理模块三部分组成9.语音信号的数字化要经过抽样、量化和编码三个步骤。
10.话音信号的PCM编码每秒抽样8000次,每个抽样值编码为8比特比特,每一路PCM话音的传输速率是64kb/s。
11.数字交换网络的基本功能是完成不同复用线之间不同时隙内容的交换。
12.12.T接线器的基本功能是完成同一条复用线(母线)上的不同时隙之间的交换的交换。
13.13. T接线器的输入控制方式是指T接线器的话音存储器按照控制写入,顺序读出方式工作。
14.T接线器采用输入控制方式时, 如果要将T接线器的输入复用线时隙7的内容A交换到输出复用线的时隙20,则A应写入话音存储器的20号单元,控制存储器的7号单元的内容是20。
控制存储器的内容在呼叫建立时由计算机控制写入的。
15.空间(S)接线器的作用是将某条输入复用线上某个时隙的内容交换到指定的输出复用线的同一时隙。
(或完成在不同复用线之间同一时隙内容的交换)。
16.S接线器主要由一个连接n×n的电子接点矩阵和控制存贮器组以及一些相关的接口逻辑电路组成。
17.T接线器主要由话音存贮器SM、控制存贮器CM,以及必要的接口电路(如串/并,并/串转换等)组成,18.T接线器的话音存贮器SM用来存贮话音信号的PCM编码,每个单元的位元数至少为8位,控制存贮器CM用来存贮处理机的控制命令字,控制命令字的主要内容是用来指示写入或读出的话音存储器的地址。
深空通信概述
1.介绍空间技术的发展使火星探测等深空科学任务成为了现实。
未来的空间探测任务会需要在行星,月球,卫星,小行星,宇宙飞行器,和登陆车等之间进行通信。
这些任务会产生大量的需要被传送到地球上的科学数据。
同时,这些任务需要保证空间数据高速的传输,空间设施间互相配合,安全的运行和在各个空间区域中的无缝互操作。
为了实现科学考察数据的有效传输和可靠的导航通信,NASA提出了发展下一代空间互联网体系结构的几个显著的挑战。
下阶段设计和实现的深空网络应该是深空星际网络的互联网,定义为星际互联网IPN(InterPlaNetary)。
星际互联网预想为可以提供科学考察数据的传输服务和未来深空探测任务的航天器与人造卫星的导航服务。
很多未来的星际探测任务已经由国际空间组织如NASA和欧空局为未来10年进行了规划。
这些任务的时间和和目的在表1中列出。
像表1中描述的,所有这些未来空间任务都有一个共同的目标就是科学考察数据的获取和传输,也是如下描述的星际互联网的主要应用:●时间不敏感的科考数据传输。
星际互联网的主要目标就是实现空从地外行星和月球收集大量科考数据空间中的实体间实现互相通信。
●时间敏感的科考数据传输。
这种类型的应用适用于将本地的大量的视频和音频数据传输给地球,在轨机器人,甚至是在轨的宇航员。
●任务状态遥测。
任务,飞行器或登录器的状态和健康报告应该被传输到指挥中心或其它结点上。
这个应用需要一种周期性或事件驱动的不可靠的传输服务。
●命令和控制。
另一种星际互联网的重要应用是对在轨单元的命令和控制。
闭环命令和控制可以包括无线结点的直接或多跳通信,比如,地球基站控制在行星表面漫游的探测器,或者接近的结点,比如在行星轨道上控制登录器。
很明显的是,人们期望星际互联网可以将目前的空间通信能力扩展到可以在陆地和空间之间通信。
从空间任务中可以理解深空通信环境的独特的挑战。
例如,目前NASA的深空网络(Deep Space Netwoek)的通信设施提供了重大的研究和实施经验,同时也建立了发展下一深空通信网也就是星际互联网的技术标准。
天地一体化信息网络协议体系与传输性能简析
天地一体化信息网络协议体系与传输性能简析作者:杨冠男李文峰张兴敢来源:《中兴通讯技术》2016年第04期摘要:对于中国天地一体化信息网络(ISTIN)的构建,针对可能采用的两种网络协议体系,即传输控制协议(TCP)/IP和容迟容断网络(DTN),以3颗地球静止轨道(GEO)卫星组成天基骨干网络为例,分析了3种基本传输场景下的主要挑战,通过计算机半实物仿真开展了协议传输性能的测试。
试验结果表明:尽管DTN协议与TCP-Hybla改进协议能够获得较好的传输性能,由于时延与误码率(BER)等参数存在较大的动态范围,没有一种协议能够在所有传输场景下保持传输性能始终最优。
天地一体化信息网络协议体系的性能仍有待进一步提高。
关键词:ISTIN;协议;传输性能中图分类号:TN929.5 文献标志码:A 文章编号:1009-6868 (2016) 04-0039-007天地一体化信息网络是中国国防信息化和信息化社会建设的重要基础设施。
天地一体化信息网络中的“天”是指由卫星等航天器作为主要节点组成的天基网络,而“地”主要指由地面站网络、卫星应用专网、互联网以及各类地面用户等共同组成的地球表面网络。
通过网络架构与协议体系层面的设计,屏蔽天、地各类系统在技术体制层面的差异,为用户提供跨系统的、无需区分天地的各种服务与应用,实现一体化信息获取、共享与利用是未来天地一体化信息网络发展的主要目标[1]。
根据是否采用星间链路,我们可以将天地一体化信息网络分为:(1)天星地网。
典型系统如国际海事卫星(Inmarsat)的宽带全球网络(BGAN)系统,由3颗Inmarsat IV卫星与地面站网络组成,民用数据业务采用星状拓扑,经过卫星中继落地后通过地面站实现区内数据交换,互联网接入或通过地面站网络实现跨区的数据交换。
BGAN 从2012年开始提供航空宽带卫星业务(SB-Sat),通过原航空宽带网络面向低轨道(LEO)卫星提供近实时的IP业务,速率最高可达475 kbit/s[2],由此实现了以地面网络为骨干的天空地一体化的网络。
CCSDS空间通信协议及和互联网通信协议的比较
随着卫星通信和地面互联网技术的不断发展,卫星间、卫星与地面间以及地面各系统间信息的交叉传输不断增多,这就要求有一套统一、兼容、高效的空间通信协议来保障。
随着卫星通信和地面互联网技术的不断发展,卫星间、卫星与地面间以及地面各系统间信息的交叉传输不断增多,这就要求有一套统一、兼容、高效的空间通信协议来保障。
但是,目前天基和地基网络的通信协议并没有统一的设计和建设,这在星地和星间通信中尤其明显。
各地面通信系统在互联网的迅速发展下,已基本全部采用TCP/IP,以支持各种各样的应用要求,实现了地面通信协议的大统一。
而各卫星系统在任务多样复杂、缺乏统一标准的情况下,往往采用各自独立开发的通信协议,消耗大量的资金与研究力量,而且不能很好地与地面应用网络相结合,天地各网络间的通信也必须通过网间的协议翻译转换来实现。
自1982年以来,由美国航空航天局(NASA)、欧洲空间局(ESA)等欧美空间机构组成的空间数据系统咨询委员会(CCSDS)一直致力于研究天地各通信网络协议的统一与推广,其制定的协议标准(CCSDS建议)有很多已成为国际标准化组织(ISO)的正式标准,被广泛应用于国际空间项目中。
本文将围绕地面与空间通信的特点和所采用的通信协议展开讨论,介绍CCSDS基于TCP /IP提出的空间通信协议规范(SCPS)和CCSDS文件分发协议(CFDP),分析各自的特点。
并与TCP/IP系列协议进行比较。
一、地面TCP/IP在空间通信中的应用1.地面TCP/IP在空间通信中应用的优势目前,包括CCSDS在内的各国际空间组织努力推行的空间通信协议一般都是基于地面T CP/IP开发的,主要的原因有以下几点:>以TCP/IP为基础的空间通信协议可以使卫星通信网络与地面通信网络更好地兼容互通。
目前。
无论是卫星测控网还是卫星通信网,其协议标准都具有很大的独立性,各网络间及与地面通信网间的通信需要通过协议翻译实现。
增加了不必要的设备及载荷,降低了网间通信的效率,这些问题可以由统一的通信协议解决。
人工智能在5G网络优化中的应用
人工智能在 5G网络优化中的应用摘要:近年来随着时代的发展和科学技术的提高,人工智能开始在各个领域发挥巨大作用。
而5G时代的到来,除增大电信运营商成本费用之外,还推动电信运营行业整体商业模式的改革。
如何在5G网络运维、优化过程中巧妙引入人工智能、有效降低网络运营成本,成为电信运营商值得深思的课题。
通过对5G网络运维优化中人工智能应用场景的分析,从其发展实际出发,提出一些人工智能在5G网络运维优化中的具体应用方法,旨在更好为网络运营降本增效,并提升5G网络运维优化的效率与质量。
关键词:人工智能;5G网络优化;应用引言目前5G网络安全管理技术普遍存在最突出的共性问题是管理效率低。
为了解决上述网络安全管理技术存在的问题,将人工智能技术应用到管理技术的研究工作中。
人工智能是由人制造出来的机器所表现出来的智能,是通过普通计算机程序来呈现人类智能的技术。
人工智能可以分为人工和智能两个部分,其中人工指的是人的思维动作,以及能够通过人的行为所能得到的结果。
而智能是利用互联网以及计算机技术,让计算机做出的智能化行为。
将人工智能技术应用到5G网络安全管理技术的设计与开发工作当中,解决传统管理技术中存在的问题,提升网络管理的工作效率,间接的提升5G网络的稳定性。
1人工智能的概述人工智能是人类开发的最新高科技产品,能够在短时间内实现高质量的计算,准确的搜索和逻辑推理。
人工智能具有非常大的数据库,可让您快速搜索数据库中的信息。
此外,根据信息的相关程度,您可以找到满足您需求的信息,并做出明智的判断和反馈。
也可以将人工智能理解成为通过计算机程序模拟人的智能系统,它能够模拟人学习人发出图像声音识别、逻辑推算、结果推测、行为判断等行为,甚至能够做到一些人无法做到的工作。
我相信人工智能的发展趋势会越来越好。
2人工智能在5G网络优化中的应用2.1基础设施的安全方案在维护基站的基础设施安全时,首先,确保设备本身周围的组网是安全的,如设置门禁以及监测控制系统,有任何异常及时通知管理员。
CCSDS组织信息整理
CCSDS是国际空间数据系统咨询委员会(Consultative Committee for Space Data Systems,CCSDS)的英文简称。
在1982年起国际空间数据系统咨询委员会(CCSDS)就发布了一整套常规空间数据系统技术建议书(COS),于1989年又正式通过了空间数据系统高级在轨系统建议书(AOS),并自90年代以来制定了一系列的空间数据系统的协议规范和标准。
空间数据系统咨询委员会( CCSDS) 致力于空间通信协议的统一与推广,很多CCSDS 建议已成为ISO正式标准,广泛应用于国际空间项目。
CCSDS 制定了分组遥测协议( TM)、分组遥控协议( TC)、高级在轨系统协议( AOS )。
后来CCSDS 对这三个协议重构,制定了空间分组协议( SPP) 、TM/TC/AOS 空间数据链路协议( SDLP) 、TM/TC 同步与信道编码( SCC) 协议等,用来替代以前的标准。
1999 年,CCSDS 制定了空间通信协议( SCPS,space communications protocol specification) ,SCPS 协议针对空间传输环境特性,修改和扩展了TCP /IP 协议族,制定了网络层协议SCPS-NP、安全协议SCPS-SP、传输协议SCPS-TP、文件传输协议SCPS-FP。
在国际上,CCSDS 获得各个主要机构和组织的普遍认同,同时采用CCSDS标准的航天任务也在增加,其范围涵盖各类卫星航天器。
欧洲航天局(ESA)明确规定今后航天器全部采用CCSDS 标准,美国宇航局(NASA)为支持所有采用深空网DSN(Deep Space Network)的任务而开发的多任务高级操作系统ANMOS必须采用CCSDS 标准,这也就意味着以后所有DSN 新任务都必须使用CCSDS标准。
在国内,中国科学院空间科学与应用研究中心和中国空间技术研究院作为国内仅有的两个CCSDS 观察员,多次参加CCSDS 每年组织的年会,积极参与CCSDS 组织的相关工作,并在承担的“实践五号”卫星的研制任务中在国内首先采用了CCSDS 协议,而且2008 年4 月发射的我国第一颗数据中继卫星“天链一号01 星”在数据链路层使用了CCSDS 协议。
SCPS幻灯片演示
SCPS
简介
• 什么是CCSDS? 全称空间数据系统咨询委员会。亍1982年成立,由世界主要的空间机 构提供一个论坛,讨论空间数据系统的开发和运营中的常见问题。该委 员会定期丼行会议,以解决数据系统是所有参不者的共同的问题,并制 订完善的技术解决这些问题。自1982年成立以来,由美国航空航天局 (NASA)、欧洲空间局(ESA)等欧美空间机构组成的空间数据系统咨询委 员会(CCSDS)一直致力亍研究天地各通信网络协议的统一不推广,其制 定的协议标准(CCSDS建议)有很多已成为国际标准化组织(ISO)的正式标 准,被广泛应用亍国际空间项目中。 • 什么是SCPS? Space Communications Protocol Standards,即为空间通信协议标准。 1999年由CCSDS提出的SCPS是一套基亍TCP/IP的从网络层到应用层的 空间通信协议,最早服务亍空间科研和军事应用,后来逐渐民用化,现 已被录入ISO国际标准。
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总结
目前天基和地基网络的通信协议并没有统一的设计和建 设,这在星地和星间通信中尤其明显。各地面通信系统在 互联网的迅速发展下,已基本全部采用TCP/IP,以支持各 种各样的应用要求,实现了地面通信协议的大统一。而各 卫星系统在仸务多样复杂、缺乏统一标准的情况下,往往 采用各自独立开发的通信协议,消耗大量的资金不研究力 量,而且丌能很好地不地面应用网络相结合,天地各网络 间的通信也必须通过网间的协议翻译转换来实现。 随着卫星通信和地面互联网技术的丌断发展,卫星间、 卫星不地面间以及地面各系统间信息的交叉传输丌断增多, 这就要求有一套统一、兼容、高效的空间通信协议来保障, SCPS的前景也就可想而知。
CCSDS协议栈结构
SCPS的内容
SCPS包括四层协议: • >网络协议(SCPS-NP):同时支持静态和动态路由及多种 信道环境,并可随服务业务丌同而改变头部结构定义。 • >安全协议(SCPS-SP): • 提供天地端到端传输的完好性服务、保密服务和鉴权服 务。 • • >传输协议(SCPS-TP):提供传输层端到端的可靠传输, 对在丌可靠路径上传输的遥控遥测信号传输迚行优化。 • >文件协议(sCPS-FP):对应TCP/IP中的互联网FTP,对 卫星指令和程序上传、遥控遥测信号下传迚行了优化,支典型Biblioteka 深空通信系统组成SCPS-TP
通信助理工程师考试实务题库
单项选择题1.电信网是为公众提供信息服务, 完毕信息传递和互换的(B通信)网络。
2.根据电信网的构成及功能, 通常把电信网分为业务网、传输网和(D支撑)网。
3.OSI七层模型从下到上的第四层为(A传送层)。
4.采用电路互换方式的互换网能为任意一个入网信息流提供一条临时的专用(A物理)通路。
5.现阶段我国长途网的结构为(A二级)结构。
6.现阶段我国本地网的结构为(B二级)结构。
7.长途网中的DC1间构成(C网状网)。
8.本地网中的端局DL与设在该本地网中的长途局DCX之间应配备呼损小于(B.0.5%)的低呼损基干电路群。
9.分组传输时延一方面取决于节点互换机的解决能力, 解决能力用每秒能解决的(D分组数)来表达。
10.数据报方式是将由用户报文拆分的每一个数据(C分组)独立解决。
11.X.25协议包含(A.3个)不同的、独立的层。
12.X.25协议是针对(B同步终端)与分组互换网之间互换数据而制定的通信协议。
13.所谓虚电路是只有在有数据传送时才占用这条(B逻辑)电路。
14.数字数据网是采用(B数字)信道来传输数据信息的数据传输网。
15.半永久性连接是指DDN所提供的信道是(D非互换)性的。
16.数字交叉连接设备(DXC)实现交叉连接的(C时隙)互换。
17.DDN是(A全通)型网络, 建网的投资较大, 用户使用费用较高。
18.2B+D在二线上传输的速率为(D.144)kbit/s。
19.在(D分组)互换技术的基础上产生了帧中继技术。
20.帧中继采用(A记录复用), 合用于各种具有突发性数据业务的用户。
21.帧中继协议简朴,可对(B分组互换网)上的硬件设备稍加修改, 同时进行软件升级就可以实现了, 操作简朴,实现灵活。
22.实现了数字互换和数字传输的综合称为(C.IDN)。
23.B-ISDN是以(A.ATM)为核心技术。
24.在ATM中, 信息被组织成固定长度的信息单元, 叫做(B信元)。
25.ATM中的信元有(C.4)种。
CCSDSSCPS网络层与传输层协议分析与仿真验证_刘俊
2009年12月第 6 期 中国空间科学技术C HINESE SPACE SCIENCE AND T ECH NOLOGYCCSDS SCPS网络层与传输层协议分析与仿真验证刘俊王九龙石军(中国空间技术研究院,北京100094)摘要 空间数据系统咨询委员会(CCSDS)针对空间通信的特点制定了空间通信协议标准SCPS(Space Comm unications Pro to cal Specification)。
文章从CCSDS标准在中国空间技术的实际应用出发,对CCSDS SCPS协议中网络层协议(N P)和传输层协议(TP)进行研究,分析其特点和适用性,并与TCP/IP协议进行对比,最后设计演示验证系统对所提方案进行验证并得出结论:在空间通信环境下,采用SCPS协议后的性能优于采用TCP/IP协议。
关键词 空间通信 协议标准 网络层 传输层 仿真1引言计算机和网络技术的飞速发展以及因特网在地面的成功应用,为在空间采用网络技术奠定了技术基础。
如果能够建立一个空间数据系统,将空间资源和地面测控手段有机地结合起来,形成空间综合信息网,则可将各类空间数据的获取、传输、处理、分发和应用有机融合起来,实现对航天器的实时无缝测控,尤其是能够实时获得航天器发生故障时的真实数据,大大增加挽救机会[1]。
作为地面网络应用的代表,Internet无疑是一个已经大规模应用,可以提供良好的可升级、稳健、有效,并且自适应网络结构的最成功的例子。
在空间网络中利用Internet协议特别具有吸引力,但是已经可以得出结论:虽然Internet协议(如TCP/IP、UDP、FTP)作为地面应用范围最广泛的网络协议能提供空间通信的许多功能,尤其是端到端的能力、高层协议功能等,但Internet协议是为陆基网络开发的,而地面网络的环境条件与航天器在空间通信时遇到的情况大不相同。
空间网络环境不同于地面的几个主要特点:空间通信传输时延大和时延变化大、信号电平弱、信道噪声大、多普勒频移大、空-地通信频繁中断等,因此空间通信网络不能完全照搬Interne t协议[2]。
全球卫星导航系统星间链路层协议设计
全球卫星导航系统星间链路层协议设计董飞鸿;吕晶;常江;孔博【摘要】分析了全球卫星导航系统(GNSS)发展的现状,指出建立GNSS星间链路(ISL)的需求.针对这样的需求,提出以高级在轨系统(AOS)空间数据链路层协议建议书为参考来设计适用于GNSS的星间链路层协议.对GNSS星间可能传输的业务信息基于AOS的建议进行了归类,认为GNSS星间链路层协议可以使用AOS,具体给出了AOS建议下星间链路层协议的设计.为使协议更适合GNSS ISL链路层,主要从3个方面对AOS进行改进,即:优化了虚拟信道数据单元的结构,削减了3种服务,改进了虚拟信道调度与复用方法.对协议的性能进行了分析仿真,得出了信道误码率、帧长、包长和吞吐量的关系,仿真结果表明所设计的协议可作为GNSS星间链路协议设计的参考.【期刊名称】《电讯技术》【年(卷),期】2012(052)002【总页数】6页(P130-135)【关键词】全球卫星导航系统;星间链路;业务分类;虚拟信道数字单元;复用业务;协议设计【作者】董飞鸿;吕晶;常江;孔博【作者单位】解放军理工大学通信工程学院,南京210007;解放军理工大学通信工程学院,南京210007;解放军理工大学通信工程学院,南京210007;解放军理工大学通信工程学院,南京210007【正文语种】中文【中图分类】TN96;TN927美国GPS Block III设计理念是“连通到一颗卫星即连通整个星座”。
下一代GPS 要求具有自主导航的能力,基于星间链路的信息传输成为一种必要的方式。
然而,国内研究GNSS链路层协议文献较少。
导航卫星星间链路的特点与一般通信星座星间链路的设计有相似之处,如轨道距离周期性变化,使得信道特性在不断变化;星上处理存储能力有限,对协议设计产生不利影响等。
但更有许多不同之处,如:导航系统传输的业务以星间测距信息为主,通信或其他额外信息为辅;星间时间同步精度要求高(纳秒级,星间测距精度);要求具有GEO与MEO的星间链路;业务类型以数据信息为主,没有话音视频业务等。
基于CCSDS的协议体系结构
CCSDS标准概述CCSDS(空间数据系统咨询委员会)是一个国际性空间组织,成立于1982年,主要任务是负责开发适合航天测控和数据传输系统的各种通信协议和数据处理规范,以适应航天器复杂化,满足空间资源有效利用,加强国合作需要。
一、CCSDS标准层次模型CCSDS空间通信协议体系结构自下而上包括物理层、数据链路层、网络层、运输层和应用层,其中每一层又包括若干个可供组合的协议。
空间通信协议的参考模型如图1所示。
图1 CCSDS空间通信协议参考模型空间通信环境网络具有传输时延大、信噪比低、突发噪声强、多普勒频移大、空间链路时断时续等特点,此时应用于地面通信网络的,面向连接的TCP/IP互联网协议是无法高效工作的。
因此,CCSDS以TCP/IP协议为基础,进行适当的修改和扩充,制定了空间通信协议规范SCPS,该协议在空间通信网络和地面通信环境之间架设起通信的桥梁。
SCPS的主要作用是为遥感卫星和数据中继卫星之间提供高效文件传输。
1)物理层物理层标准包括两部分:无线射频和调制系统和Proximity-1。
无线射频和调制系统对星地之间使用的频段、调制方式等作出定义。
Proximity-1是个跨层协议,规定了邻近空间链路物理层特性,包含物理层和数据链路层。
物理层主要为同步和信道编码子层提供输入输出比特时钟和一些状态信息,而数据链路层又包含五个子层:同步和信道编码子层、帧子层、媒体接入控制子层、数据服务子层和I/O子层。
2)数据链路层数据链路层包括遥测(TM)、遥控(TC)和AOS空间数据链路协议,它们提供在空间链路传输各种类型数据的能力,统称为SDLP(space data link protocol,空间数据链路协议)。
遥测空间数据链路协议通常为从航天器发送遥测信息到地面,遥控空间数据链路协议则通常从地面发送指令到航天器。
空间数据链路协议的基本数据单元为传输帧。
遥控空间数据链路协议使用可变长度的传输帧来保证长度较短的信息(通常为命令信息)短时延的接收。
SCPS
SCPS协议一、背景资料北京时间2013年12月2日凌晨2点17分,我国“长征三号乙”运载火箭在西昌卫星发射中心发射成功,将中国探月工程二期的嫦娥三号月球探测器成功送入太空。
嫦娥三号成功发射开启我国航天事业新篇章。
经过几十年的努力,我们国家在航天事业的发展方面取得了令国人骄傲、世界瞩目的成就,建成了比较完整的航天科技工业体系。
通信卫星、导航卫星、遥感卫星、北斗导航系统在海洋、气象、资源、环境等监测上发挥越来越重要的作用。
初步建成了覆盖行星际的深空探测通信网。
空间探索的深入发展迫切要求与之适应的空间通信网络的构建,天地一体化网络成为未来网络发展的重要趋势。
与传统的地面Internet网络不同,空间通信网络是涵盖卫星、航天器、空间站以及各类探测传感器等通信载体与地面网络融合的复杂的一体化异构型网络。
空间通信网络由于空间环境的限制,存在着传播延时长、误码率高、带宽不对称、连接不能持续性、网络拓扑结构动态变化等特点。
二、SCPS 协议分析SCPS协议簇包含网络协议(SCPS-NP)、安全协议(SCPS- SP)传输协议(SCPS-TP)以及文件协议(SCPS-FP)。
SCPS是以TCP/IP协议为模型的。
(一)SCPS-NPSCPS-NP(SCPS Network Protocol)提供非常简洁灵活的终端地址与组地址表示方法 ,提供数据报的优先级操作机制和每包路由控制机制。
与IPv4的20字节报头相比 , SCPS-NP的报头仅仅包含数据报提供服务所需要的域 ,最小报头只有4个字节,大大节省了比特开销,降低了资源需求。
此外,SCPS-NP提供了可选择的路由方案与灵活的路由表维护方案,对空间网络动态拓扑的特点具有良好的适应性。
SCPS-NP主要的不足在于不支持与IPv4或者IPv6的互操作。
若要将网络层基于SCPS-NP的网络与基于IPv4或者IPv6的网络互联,需要将SCPS-NP头转换为IPv4或者IPv6。
CCSDS架构
行星际因特网包括三个主要的网络,行星际骨干网络,行星际外部网络和行星网络,如图1示。因为不同类型的网络在行星际因特网中被实施,能够在不同网络之间通信是非常重要的。每个组件可能会使用最适合该环境的不同的协议集合。例如,行星际骨干网络的协议栈需要可以适应极端长和变化的传播延时,不持续链路连接和高误码率等环境特点。本章,我们主要研究行星际网络的协议族的实现。目前被CCSDS使用的空/地协议站在3.1中描述,适用与星际网络的协议栈建议在3.2中描述。 3.1.CCSDS目前的空/地协议栈 目前的空/地协议栈由CCSCS为了空间通信而提出的[13,37]。协议栈包括8层:空间应用,空间文件传输,空间端到端可靠,空间端到端安全,空间网络,空间链路,空间信道编码和空间无线调频和解调。如图3示的一个具体实现。它被使用于火星探测任务的通信,它的功能可以映射成如下的通用的八层空/地协议栈:
为适应地面因特网的快速发展,CCSDS又有针对性地对空间通信协议相继进行了多次修改和升级,形成了空间网内支持IP报(PDUs)传递的CCSDS-SCPS系列空间通信协议规范,以满足天地一体化的要求。但CCSDS的4个空间数据链路协议(AOS, TC, TM, Proximity-1)是为空间环境而定制的,均缺少如何定义在链路上携带IP报的任何内容信息和具体清晰的可执行及可操作的实现规范。于是CCSDS在内部成立了空间因特网业务(SIS)片,专门从事各类链路形式的网络交互业务与协议研究,基本上涵盖了通过OSI参考模型应用层的网络。
(完整版)基于CCSDS的协议体系结构
CCSDS标准概述CCSDS(空间数据系统咨询委员会)是一个国际性空间组织,成立于1982年,主要任务是负责开发适合航天测控和数据传输系统的各种通信协议和数据处理规范,以适应航天器复杂化,满足空间资源有效利用,加强国合作需要。
一、CCSDS标准层次模型CCSDS空间通信协议体系结构自下而上包括物理层、数据链路层、网络层、运输层和应用层,其中每一层又包括若干个可供组合的协议。
空间通信协议的参考模型如图1所示。
图1 CCSDS空间通信协议参考模型空间通信环境网络具有传输时延大、信噪比低、突发噪声强、多普勒频移大、空间链路时断时续等特点,此时应用于地面通信网络的,面向连接的TCP/IP互联网协议是无法高效工作的。
因此,CCSDS以TCP/IP协议为基础,进行适当的修改和扩充,制定了空间通信协议规范SCPS,该协议在空间通信网络和地面通信环境之间架设起通信的桥梁。
SCPS的主要作用是为遥感卫星和数据中继卫星之间提供高效文件传输。
1)物理层物理层标准包括两部分:无线射频和调制系统和Proximity-1。
无线射频和调制系统对星地之间使用的频段、调制方式等作出定义。
Proximity-1是个跨层协议,规定了邻近空间链路物理层特性,包含物理层和数据链路层。
物理层主要为同步和信道编码子层提供输入输出比特时钟和一些状态信息,而数据链路层又包含五个子层:同步和信道编码子层、帧子层、媒体接入控制子层、数据服务子层和I/O子层。
2)数据链路层数据链路层包括遥测(TM)、遥控(TC)和AOS空间数据链路协议,它们提供在空间链路传输各种类型数据的能力,统称为SDLP(space data link protocol,空间数据链路协议)。
遥测空间数据链路协议通常为从航天器发送遥测信息到地面,遥控空间数据链路协议则通常从地面发送指令到航天器。
空间数据链路协议的基本数据单元为传输帧。
遥控空间数据链路协议使用可变长度的传输帧来保证长度较短的信息(通常为命令信息)短时延的接收。
基于SCPS协议的快速自组织可重构天基信息网组网
p t o s ut ei aa s , dtef t eoe dH esaa i o ao e o ae n S P ( pc o c r u y d n h a r o l t c r sn l e a s rcvr A o ptl n r t nnt r bsdo C S Sae y i m i f w k C m u i tnP t o S eict n rt o ipooe . h r i c r C p m z te yt i ec o m n ao r o l pc ao )p o ls rps T ea ht t e a o t i s m e c ny c i o c i f i o c d c e u n i eh s e f i
空 间通信协议 规 范( C S 协议 的快速 自组织天 基信 息 网的组 网抗 毁策略 , SP) 优化 了天 基信 息 系统运行
效率 , 高 了其 生存 能 力。 提 关键 词 : 天基 信 息 网; 间通信 协议规 范 ; 输控 制协议 ; dH c网络 空 传 A o 中图分 类号 :N 1 T 95 文献标 识码 : A di1 .99 ji n 10 —83 .0 0 0 . 2 o:0 3 6/ . s .0 1 9 x 2 1 .7 0 s 0
更 强的抗 毁性 能 l 。Km r 出 了一 种双 层 ( E / iua提 LO
l 引 言
天基 信 息是 提 高战 场感 知 能 力 、 取 制 信息 权 夺
的重 要 因素 , 以其 覆盖 面广 、 息量 大 、 角宽 阔 , 信 视 在
ME ) 星星座 , O卫 比较 了极 轨道 和倾斜 轨道 星座 的差 别 , 过多 覆盖 和增 加 仰 角 的方 法 保证 通 信 的 可靠 通
基于人工智能的5G网络安全管理技术研究
0引言目前5G 网络安全管理技术普遍存在最突出的共性问題 是管理效率低。
为了解决上述网络安全管理技术存在的问题, 将人工智能技术应用到管理技术的研宄工作中。
人工智能是 由人制造出来的机器所表现出来的智能,是通过普通计算机 程序来呈现人类智能的技术[1_a。
人工智能可以分为人工和智 能两个部分,其中人工指的是人的思维动作,以及能够通过人 的行为所能得到的结果。
而智能是利用互联网以及计算机技术,让计算机做出的智能化行为。
将人工智能技术应用到5G 网络安全管理技术的设计与开发工作当中,解决传统管理技 术中存在的问题,提升网络管理的工作效率,间接的提升5G 网络的稳定性。
1 5G 网络安全管理技术设计对于5G 网络安全管理而言,设计管理技术需要支持安全 策略的制定、分发与实施,安全事件的监控与响应,安全机制/ 服务的管理,安全状态评估等功能的视线,由于在5G 网络换 进中被管理的安全机制,以及针对的终端对象通常来自不同 的网络结点,且设备的型号与使用方式存在明显差异,因此异 构性和分布性是安全管理技术设计也实现过程中需要考虑的 重要问题151。
结合当前对4G 网络安全的管理现状以及使用的 管理技术,通过人工智能技术、信息集成技术、智能分析技术 以及协同通信规范技术的支持,得出此次设计的5G 网络安全 管理技术的基本设计框架,如图1所示。
1.1搭建5G 网络拓扑结构5G 网络主要是由计算机以及其他终端设备共同组成的拓 扑结构,网络设备是构成5G 网络的具有不同功能的主机,包括个人计算机、交换机、路由器、服务器、移动设备以及各种安全设备等[4]。
5G 网络中的主机包含很多特征,其中与网络安 全密切相关的特征包括:主机上运行的操作系统、开放的服务 及其对应的端口、主机上的运行风险弱点等。
根据需要可以 对网络拓扑结构中的主机属性分为产品物元、用户物元、进程 物元、文件物元,并分别进行描述,综合上述属性可以将主机 物元表示为:HS--机主机名hsx H S ^1舰址hs2类型hsj HSy 配置CN1 尜…® CNnUS,漏洞K/!®…㊉K r=HS,UR ffs 6C 1PC HS,FLHS,(1)式中U R 、PC 和F L 分别表示的网络拓扑结构中的用户无 缘、进程物元和文件物元。
SCPS—TP协议研究和性能分析
免在连接 的开始阶段就 出现多次重传超 时。另外 ,
SP— P C S T 协议利用 T P时间戳选项 ,有助于 比较精 C 确地估计在有分组丢失情况下的 R T值。 T
24针 对链 路带宽 不对 称的 改进 .
收到链路恢复 S M 报文或者嗅探报文顺利到达接 C P
收端 并被 确认 时 , 回到正 常工作 模式 。发送 端 S P — C S T P会 根 据 先 前 收 到 的 链 路 中 断 S MP报 文 中 的 C
被置位的比特域 , 还要包含校验和。 C ST S P — P仅压缩
S P — P头 部而 不压缩 I 部 。 C ST P头
222 S P — P的 S A K 选 项 . C ST . N C
目的地址的缓存器 ,并根据受损帧总数计算受损帧 加权流动平均值。 当该平均值超过门限值时, 地面接 收器进入链路出错状态 ,接收器的网络层调用空间
241 . 降低 确认应 答频 率 .
指定值并限制突发传输数据的尺寸。
3 性 能 分 析
31仿 真环 境配 置 .
T P协 议规 定 每接 收一 个数 据 报文 时 向发送 端 C 至 少 回应一个 确认报 文 , 并且规 定 当出现接 收数 据报 文 乱序时对每个 数据报文 立 即给予 确认 ,C ST S P — P取
现 时 ,C 在 尚 未 丢 失 数 据 报 文 的 情 况 下 通 知 EN S P — P发送 端 网络 即将 出现 拥塞 。E N路 由器在 C ST C
本文研究 S P — P T P的改进方法 ,搭建 C ST 对 C
空间通信仿真环境 ,并对 S P — P和 T P在高误 CST C
的改进之处,对 S P — P T P的传输性能进行仿真和比较分析 ,仿真结果表 明在高延时 C ST 和 C
浅谈星地通信中的传输协议
浅谈星地通信中的传输协议包少彬;骆乐【摘要】随着通信系统的不断发展,卫星通信与地面通信越来越多的融合在一起,但由于卫星通信高误码、高时延的特点,适用于地面通信网络传输的TCP/IP协议在卫星通信传输中不再适用.对此,CCSDS针对卫星通信的特点,对标准TCP/IP协议进行了修改和完善,提出了适合卫星通信使用的SCPS协议.本文阐述了SCPS在卫星通信及星地一体化通信中的应用.【期刊名称】《数字通信世界》【年(卷),期】2018(000)003【总页数】2页(P17,29)【关键词】卫星通信;TCP/IP;SCPS;星地通信【作者】包少彬;骆乐【作者单位】南京熊猫汉达科技有限公司,南京 210014;南京熊猫汉达科技有限公司,南京 210014【正文语种】中文【中图分类】TN927+.21 引言随着通信系统的不断发展,卫星通信逐渐成为Internet网络的一个重要组成部分,基于卫星通信网络的地面通信网延伸及星地网互联互通逐渐成为通信系统发展的重要趋势。
但是,由于空间传输链路与地面传输链路相比存在误码率较大、时延较长,以及信息传输不对称等情况,导致在地面通信网络传输中广泛使用的TCP/IP协议不再适用于空间网络,进而限制的卫星通信在端到端通信及星地一体化通信中的应用。
在此情况下,针对卫星通信的特点,基于TCP/IP协议改进的SCPS协议应运而生,成为构建卫星通信网络和星地通信网络的重要技术协议。
2 卫星通信中TCP/IP协议的适应性与对策卫星通信由于空间传输距离远,导致信号在传输过程中衰减较大,从而造成在接收端接收到信号的Eb/N0相对较低,信息误码率较高。
一般卫星链路的信息传输误码率为10-6数量级,而地面链路的信息传输误码率为10-12数量级,两者之间的差别非常之大。
并且,空间链路容易受到各种干扰影响,引入更多的噪声,进一步增大信号的接收难度;同时,空间距离造成的信号传输时延(同步卫星单跳约540ms)也是卫星通信的特点之一。
信息化网络架构与技术
信息化网络架构与技术信息网络作为未来推动各行各业数字化、移动化、网络化、智能化发展的普适性基础设施,将以极强的渗透性和带动性,极大地加快全球社会的转型与创新发展。
针对信息网络,本文首先介绍了其概念、发展历程以及发展趋势,然后对网络架构、传输技术、链路预算、网络技术、管理控制技术、空间节点技术、信关站技术以及工程保障等方面的内容进行了深入的介绍。
关键词:信息化;网络架构;技术As a universal infrastructure that promotes the digital, mobile, networked and intelligent development of all walks of life in the future, the information network will greatly accelerate the transformation and innovative development of the global society with strong penetration and driving force. For information network, this book first introduces its concept, development history and development trend, and then discusses network architecture, transmission technology, link budget, network technology, management and control technology, space node technology, gateway station technology, and engineering support. The content is described in depth.Key words: informatization; network architecture; technology一、前言天地一体化信息网络贯穿海洋远边疆、太空高边疆、网络新边疆。
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S P在 安 全 级 别 自适 应 、 抗 重放 攻 击 方 面 对 数 据 保 护 的 不 足 , 提 出一 种 改 进 的 S C P S - S P( M- S C P S - S P ) 。该 协 议 可 以 满
足 不同空间信息 网络 用户的安 全级别 需 求, 同时还 具有 扩展性 , 支持 不 同的高效加 密和 认证 算 法。最后 , 搭 建基 于
( 重庆 大 学飞行器 测 控 与通信 教 育部 重 点实验 室 重庆 4 0 0 O 4 4 ) ( 西安 电子 科技 大 学陕 西省 网络 与 系统安 全 重点 实验 室 西安 7 1 0 0 7 1 ) ( 重庆 大 学计算 机 学院 重庆 4 0 0 0 4 4 ) 。
摘 要 在 互联 网安 全 协 议 ( I P S e c ) 和 空 间 通 信 协 议 规 范一 安 全协 议 ( S C P S - S P ) 的基础上 , 针 对 空 间 信 息 网络 中 S C P S -
mo d i f i e d S CPS - S P( M- S CPS - S P)wa s p r o p o s e d t o f i l l u p t h e d e f i c i e n c y o f d a t a p r o t e c t i o n i n f o l l o wi n g a s p e c t s f o r s p a c e 第4 4Βιβλιοθήκη 第 6期 2 0 1 7年 6月
计
算
机
科
学
Vo 1 . 4 4 NO . 6
C OM P U TER S CI ENCE
J u n e 2 0 1 7
一
种 空 间信 息 网 络 中改 进 的 S C P S - S P
廖 勇 。 陈鸿 宇。 沈 轩帆
i n f o r ma t i o n n e t wo r k。 i n c l u d i n g s e c u r i t y l e v e l a d a p t a t i o n a n d a n t i — r e p l a y a t t a c k s .Th e M- S C PS - S P c a n me e t d i f f e - r e n t s p a c e i n f o r ma t i o n n e t wo r k u s e r s ’n e e d s o f s e c u r i t y l e v e l , mo r e o v e r i t i s e x p a n d a b l e t o s u p p o r t e f f i c i e n t e n c r y p t i o n a n d a u t h e n t i c a t i o n a l g o r i t h ms . Fi n a l l y , we b u i l t a s i mu l a t i o n p l a t f o r m b a s e d o n t h e S CPS r e f e r e n c e i mp l e me n t a t i o n, a n d t h e n v e r i f i e d t h e f e a s i b i l i t y a n d e f f e c t i v e n e s s o f t h e p r o p o s e d M- S CPS - S P. Ke y wo r d s S p a c e i n f o m a r t i o n n e t wo r k, S e c u r i t y, S CPS - S P, En c r y p t i o n, Au t h e n t i c a t i o n, An t i — r e p l a y, S CPS r e f e r e n c e i mp l e me n t a t i o n
S C P S参 考 实现 的 仿 真 平 台 , 验 证 了所 提 M_ S C P S - S P的 可行 性 和 有 效 性 。 关键词 空 间 信 息 网络 , 安全 , S C P S - S P, 加 密, 认证 , 抗 重放 , S C P S参考 实 现 T N9 1 8 文献标识码 A D O I 1 0 . 1 1 8 9 6 / j . i s s n . 1 0 0 2 — 1 3 7 X. 2 0 1 7 . 0 6 . 0 2 6
( Sh a a nx i Ke y La b o r a t o r y o f Ne t wo r k a nd Sy s t e m S e c ur i t y, Xi d i a n Un i v e r s i t y , Xi ’ a n 7 1 0 07 1, Ch i n a ) ( Co l l e g e o f Co mp ut e r S c i e n c e, Ch o n g q i n g Uni v e r s i t y, Cho n gq i n g 4 0 0 0 4 4, Chi n a ) 。
Ab s t r a c t Ba s e d o n I P s e c u r i t y( I P S e c )a n d s p a c e c o mmu n i c a t i o n p r o t o c o l s p e c i f i c a t i o n - s e c u r i t y p r o t o c o l( S CPS S P) , a
中 图法 分 类 号
Mo di f i e d S CPS — S P f or S pa c e I nf or ma t i o n Ne t wo r k
LI AO Yo n g ” CH E N Ho n g — y u 。 S HEN Xu a n - f a n ( Ke y L a b o r a t o r y o f Ae r o c r a f t T Tg  ̄ C a n d C o mmu n i c a t i o n , Mi n i s t r y o f E d u c a t i o n , C h o n g q i n g Un i v e r s i t y , Ch o n g q i n g 4 0 0 0 4 4 , C h i n a )